რა არის დისკის ქეში?

არსებობს ქეშის ორი ძირითადი კლასი, წაკითხული ქეში და ჩაწერის ქეში. წაკითხული ქეში არის ინსტრუმენტი, რომელიც უზრუნველყოფს სწრაფ წვდომას სხვაგვარად მონაცემებზე, რომლებზეც სხვაგვარად ნელი წვდომა იქნებოდა. ჩაწერის ქეში არის ინსტრუმენტი, რომელიც გთავაზობთ სწრაფი ჩაწერის სიჩქარის ილუზიას, ზოგადად მალავს მომხმარებლისგან მეხსიერების მოწყობილობის ნამდვილ ნელ სიჩქარეს.

ქეშის სტრუქტურა

როგორც წესი, ქეში ინახება მეხსიერების ერთი დონე უფრო დაბალი, ვიდრე რეალური მონაცემები. თუმცა, ერთი ქეშიდან მიღებული მონაცემები შეიძლება შემდგომი ქეშირებული იყოს მეხსიერების მომდევნო დონეზე. მეხსიერების ოთხი დონეა, CPU ქეში/რეგისტრები არის ყველაზე დაბალი და სწრაფი დონე, ხოლო საარქივო საცავი არის ყველაზე მაღალი და ნელი დონე. ყველაზე დაბალიდან უმაღლეს დონეზე არის CPU ქეში/რეგისტრები, სისტემის ოპერატიული მეხსიერება, შენახვის დისკები და საარქივო საცავი.

მეხსიერების დონის ყოველი ნაბიჯი ქვევით გთავაზობთ გაზრდილ წვდომის სიჩქარეს, მაგრამ შემცირებულ მოცულობას. სახლის მომხმარებელთა უმეტესობას რეალურ სამყაროში აქვს მხოლოდ სამი ყველაზე დაბალი საცავის დონე. საარქივო შენახვა ზოგადად ეხება ფირის შენახვას, რომელიც განკუთვნილია გრძელვადიანი და ოფლაინ შესანახად. საარქივო შენახვა ასევე შეიძლება ეხებოდეს ოპტიკური ან სხვა სტანდარტული მეხსიერების გამოყენებას, რომლებიც ამოღებულია მოწყობილობებიდან და ინახება ხაზგარეშე. ეს მაგალითები ბევრად უფრო ხშირად გვხვდება სახლში, მაგრამ მაინც არ არის ისეთი გავრცელებული.

Შენიშვნა: გარკვეულწილად, ღრუბლოვანი საცავი შეიძლება ჩაითვალოს საარქივო შენახვის ვარიანტად. ის არის ძალიან ონლაინ, მაგრამ არ არის აუცილებელი დაუყოვნებლივ ხელმისაწვდომი და ზოგადად ნელი წვდომაა. მოსახსნელი მედია, როგორიცაა USB მეხსიერება, ასევე გარკვეულწილად კვეთს საზღვრებს შენახვის დისკსა და საარქივო საცავს შორის.

დისკის ქეშის ტიპები

დისკის ქეში ეხება ნებისმიერ ქეშს "დისკზე", ანუ შენახვის დისკებზე, როგორიცაა SSD და HDD. არსებობს სამი სახის დისკის ქეში. წაკითხული ქეში გულისხმობს გარკვეული მონაცემების კოპირებას საარქივო საცავიდან დროებით, რათა წვდომა უფრო სწრაფი იყოს, სანამ ეს საჭიროა. ჩაწერის ქეში შეიძლება იყოს SLC ქეშის ფორმა SSD-ზე. I/O ქეში ჩვეულებრივ იქნება ფლეშ მეხსიერება ან DRAM, რომელიც გამოიყენება როგორც წაკითხვის, ასევე ჩაწერის ოპერაციების ქეშირებისთვის. ამ ყველაფრის განმსაზღვრელი თვისება ის არის, რომ ქეში თავად დისკზეა.

წაიკითხეთ დისკის ქეში

დისკის ქეშის წაკითხული ქეში ვერსია, სავარაუდოდ, ყველაზე ნაკლებად გამოყენებული დისკის ქეშია. საარქივო შენახვა, თავისი განმარტებით, იშვიათად არის საჭირო. მონაცემების წაკითხვა ასევე შესაძლებელია პირდაპირ საარქივო მედიიდან. საქმე სიჩქარეშია. წვდომის დრო ნელია, რადგან მონაცემები ხაზგარეშეა, რაც საჭიროებს შესანახი მოწყობილობის იდენტიფიცირებას და დაკავშირებას. წაკითხვის სიჩქარე დამოკიდებულია საარქივო საშუალებებზე, მაგრამ ზოგადად საკმარისი იქნება უმეტეს შემთხვევაში. მაგრამ შეიძლება არ იყოს იდეალური მაღალი გამტარუნარიანობის მოთხოვნებისთვის, როგორიცაა მაღალი გარჩევადობის ვიდეოს ყურება. ამ სცენარებში, წაკითხული დისკის ქეში შეიძლება გამოყენებულ იქნას ვიდეო ფაილის ასლის შესანახ საშუალებაზე, რომელსაც შეუძლია რეალურ დროში დაკვრა.

ჩაწერეთ დისკის ქეში

თანამედროვე SSD-ები სწრაფად მუშაობენ, გვთავაზობენ კითხვისა და ჩაწერის წარმოუდგენლად სწრაფ სიჩქარეს. რაც შეიძლება ვერ გააცნობიეროთ არის ის, რომ ეს ტექნიკურად სიმართლეს არ შეესაბამება. SSD-ების უმეტესობა ბაზარზე არის TLC, იგივე Triple Layer Cells. ეს ნიშნავს, რომ მეხსიერების თითოეულ უჯრედს შეუძლია შეინახოს სამი ბიტი მონაცემები. მიუხედავად იმისა, რომ ეს გვთავაზობს სამჯერ აღემატება ნედლეულის SLC-ს (ერთ ფენის უჯრედებს) ერთი ბიტით თითო უჯრედზე, ის ასევე გაცილებით ნელია.

რჩევა: TLC ფლეშ ჯერ კიდევ სწრაფია. ის ბევრჯერ უფრო სწრაფია ვიდრე SATA 3 ავტობუსის პიკური გამტარობა, რომელსაც იყენებენ HDD და ადრეული SSD-ები. QLC flash ან Quad Level Cells კიდევ უფრო ნელია, ზოგიერთ ტესტში რეალურად უფრო ნელა მუშაობს ვიდრე HDD.

SLC ქეში გამოიგონეს მომხმარებლისგან ნელი ჩაწერის სიჩქარის დასამალად. SLC ქეში უბრალოდ განიხილავს TLC ფლეშს, როგორც SLC ფლეშს, რაც საშუალებას აძლევს მას იმუშაოს გაზრდილი სიჩქარით. SLC ქეშში ჩაწერილი მონაცემები შიგადაშიგ კოპირდება TLC ფორმატში ისე სწრაფად, რამდენადაც ჩაწერის სიჩქარე იძლევა. ეს ტექნიკა მშვენივრად მუშაობს, სთავაზობს მზარდ სიჩქარეს, რამაც განაპირობა ახალი, უფრო სწრაფი სტანდარტების შემუშავება.

თუმცა, SLC ქეშებს აქვთ გარკვეული გაფრთხილებები. SLC ქეშის ზომა არის SSD-ის დარჩენილი თავისუფალი სივრცის 1/3. როგორც SSD ივსება, SLC ქეშის ზომა მცირდება. ეს არც ისე დიდი პრობლემაა დიდ ცარიელ დისკებზე, მაგრამ შეიძლება იყოს პატარა ან თითქმის ტევადობის SSD-ზე. SLC ქეშის შევსების შემდეგ, მომხმარებელი ხედავს, რომ ჩაწერის სიჩქარე მკვეთრად იკლებს, რადგან ისინი ექვემდებარებიან ნამდვილ TLC ჩაწერის სიჩქარეს.

Შენიშვნა: ტექნიკურად, თუ მომავალში მოხდება მონაცემების ჩაწერა საარქივო მედიაში, ნებისმიერი შესანახი დისკი შეიძლება ჩაითვალოს ჩაწერის ქეშად საარქივო მედიისთვის. თუმცა, ეს მნიშვნელობა ზოგადად არ იქნება დაშვებული.

I/O დისკის ქეში

მყარი დისკები ზოგადად საკმაოდ ნელია, თუნდაც მათი ოპტიმალური დატვირთვით. მომხმარებლისგან ამის მაქსიმალურად დამალვის მიზნით, შეიძლება გამოყენებულ იქნას I/O ქეში. I/O ქეში ინახავს როგორც წაკითხვის, ასევე ჩაწერის ოპერაციებს საჭიროებისამებრ. ეს ქეში, როგორც წესი, შედგება ფლეშ მეხსიერებისგან ან DRAM-ისგან თავად დისკზე. სიმძლავრეები ზოგადად დაბალია, თუმცა SSHD ან Solid State Hybrid Drive კლასი, რომელიც აღჭურვილია Flash მეხსიერებით, გვთავაზობს უფრო მნიშვნელოვან შესაძლებლობებს, თუმცა არ არის შედარებული თანამედროვე SSD სიმძლავრეებთან.

წაკითხვის ქეშირება ნიშნავს, რომ HDD-ს არ სჭირდება მონაცემების პოვნა და წაკითხვა. ამან შეიძლება შესთავაზოს შესანიშნავი შესრულების უპირატესობა, მაგრამ მხოლოდ შემდგომ წაკითხვის ოპერაციებზე. პირველი წაკითხვა ყოველთვის ნელია. ჩაწერის ქეშირება ნიშნავს, რომ მცირე ჩაწერის ოპერაციები შეიძლება შეიწოვება ქეშში და შემდეგ ჩაიწეროს რეალურ HDD-ზე, რამდენადაც ეს საშუალებას იძლევა. ეს გთავაზობთ უფრო სწრაფ სიჩქარეს, მაგრამ ხედავს შესრულების დიდ შემცირებას, თუ ქეში ოდესმე ამოიწურება.

I/O ქეშმა გულდასმით უნდა დააბალანსოს წაკითხვის და ჩაწერის ფუნქციების საჭიროებები, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ხელმისაწვდომია მხოლოდ მცირე ქეში. უფრო დიდი ქეშები გარკვეულწილად უარყოფს ამ საკითხს, თუმცა დიდი მონაცემთა ნაკრების მქონე ზღვარზე ქეში მაინც შეიძლება გადატვირთოს უდიდესი SSHD-ების ფლეშ ქეში.

Შენიშვნა: SSD-ებს ასევე შეუძლიათ ტექნიკურად გამოიყენონ თავიანთი შიდა DRAM როგორც I/O ქეში. თუმცა, ეს ჩვეულებრივ ძირითადად ან ექსკლუზიურად გამოიყენება ლოგიკური და ფიზიკური მისამართის თარგმანის ცხრილის შესანახად, რომელიც გამოიყენება SSD-ზე მონაცემების მოსაძებნად.

დასკვნა

დისკის ქეში არის ქეში, რომელიც არსებობს უშუალოდ შენახვის დისკზე. მას შეუძლია მიიღოს წაკითხვის ან ჩაწერის ქეშის ან I/O ქეშის ფორმა. წაიკითხეთ ქეში, როგორც წესი, ქეში მონაცემები უფრო ნელი, საარქივო საცავიდან. ჩაწერის ქეში მალავს მომხმარებლისგან შენახვის დისკების ჩაწერის ნელ სიჩქარეს. I/O ქეში მომხმარებლისგან მალავს როგორც წაკითხვის, ასევე ნელი ჩაწერის სიჩქარეს.

ქეშები არის შესანიშნავი გამოსაყენებელი ინსტრუმენტები, მაგრამ შეიძლება გამოიწვიოს გარკვეული თავის ტკივილი მომხმარებლებისთვის, როდესაც ამოწურულია. ეს განსაკუთრებით ეხება დინამიური ჩაწერის ქეშებს, როგორიცაა SLC ქეში. რადგან არატექნიკურ მომხმარებლებს შეიძლება არ ესმით, რატომ არის მათი ჩაწერის სიჩქარე ასე ნელი და, შესაბამისად, ვერ შეძლებენ მათ გამოსწორებას სიმძლავრის პრობლემების გადაჭრით.